无人驾驶知识普及：毫米波雷达在无人驾驶领域有哪些应用？

无人驾驶技术是一种解放人类双手和提高生产力效率的科技创新，虽是汽车中的一项技术应用，但又与其他汽车技术有所不同，即其对硬件和算法两方面的要求都很高，所以不仅有传统的整车厂以及博世、大陆等TIer 1厂商参与到了无人驾驶技术的角逐中来，也有许多以算法见长的互联网公司如谷歌、百度参与其中，形成了群雄逐鹿的局面。

无人驾驶的底层支撑可以分为三部分，即：传感器、高精地图和计算平台。在传感器方面，主流的传感器分为：毫米波雷达、激光雷达和摄像头。

毫米波雷达：测距离远，可以在雨雪天气等各种恶劣环境中稳定工作，但是精度不高。

激光雷达：探测角度广，精度高，厘米级精度的激光雷达结合高精地图可以实现高精度自定位和物体识别跟踪，定位可以精确到具体车道，但是价格昂贵，使用寿命较短。

摄像头：直接识别可见光，价格适中，技术成熟，可以识别行人、车辆、路标等物体，但易受视野、夜晚暗光、雨雪天气等因素影响。

本文着重介绍毫米波雷达在无人驾驶领域的应用。

目前毫米波雷达技术主要由大陆、博世、电装、奥托立夫、Denso、德尔福等传统零部件巨头所垄断，特别是77GHz毫米波雷达，只有博世、大陆、德尔福、电装、TRW、富士通天、Hitachi等公司掌握。2015年，博世及大陆汽车雷达市场占有率均为22%，并列全球第一。

博世的长距离毫米波雷达产品是其核心产品，探测距离可以达到250米，是目前探测距离最远的长距离毫米波雷达，主要用在自巡航控制系统ACC中。大陆较为全面，其主力产品则为24GHz毫米波雷达。Hella则是以24GHz雷达为其核心，客户范围最广，24GHz领域市场占有率全球第一。

毫米波雷达行业地图

国外毫米波雷达厂商市场占有率 

在毫米波雷达的频率选择上，各个国家主要有三种波段——24GHz、60 GHz、77 GHz，而目前正在向77GHz靠拢。欧洲和美国选择的是对77GHz的集中研究，而日本则选用了60GHz的频段，随着世界范围77G Hz毫米波雷达的广泛应用，日本也逐渐转入了77GHz毫米波雷达的开发。

目前毫米波雷达主要是以24GHz SRR（Short Range Radar）系统+77GHz LRR（Long Range Radar）系统的形式出现，24GHz毫米波雷达主要负责短距离探测，而77GHz毫米波雷达主要负责远距离探测。

1、77GHz雷达相对于24GHz雷达体积更小。77GHz雷达波长不到24GHz的三分之一，所以收发天线面积大幅减小，整个雷达的尺寸有效下降，对于追求小型化非常有利。

2、77GHz雷达可以同时满足高传输功率和宽工作带宽，同时满足这两点使得其可以同时做到长距离探测和高距离分辨率。

3、77GHz雷达在天线、射频电路、芯片等的设计和制造难度更大，技术成熟度较低，目前成本更高。

另外， ITU在2015年将79GHz划归为汽车安全领域应用，此频段可检测行人并可针对多个目标，未来可能替代24GHz成为短距离雷达，被广泛应用。

毫米波雷达具有波长短、频带宽（频率范围大），穿透能力强的特点，这些特点形成了毫米波雷达的优势：

1、穿透能力强，不受天气影响。大气对雷达波段的传播具有衰减作用，毫米波雷达无论在洁净空气中还是在雨雾、烟尘、污染中的衰减都弱于红外线、微波等，具有更强的穿透能力。毫米波雷达波束窄、频带宽、分辨率高，在大气窗口频段不受白天和黑夜的影响具有全天候的特点。

2、体积小巧紧凑，识别精度较高。毫米波波长短，天线口径小，元器件尺寸小，这使得毫米波雷达系统体积小重量轻，容易安装在汽车上。对于相同的物体，毫米波雷达的截面积大、灵敏度较高，可探测和定位小目标。

3、可实现远距离感知与探测。毫米波雷达分为远距离雷达（LRR）和近距离雷达（SRR），由于毫米波在大气中衰减弱，所以可以探测感知到更远的距离，其中远距离雷达可以实现超过200m的感知与探测。

毫米波雷达的多项优势，其目前在汽车防撞传感器中占比较大，根据IHS的数据，毫米波/微波雷达+摄像头在汽车防撞传感器中占比达到了70%。

国际巨头在毫米波雷达领域研究历史久，技术积累深厚，在全球市场占据支配地位。车载毫米波雷达的研究主要在以德国、美国及日本为代表的一些发达国家内展开。目前，毫米波雷达的技术主要由博世、大陆、电装、奥托立夫、德尔福等传统零部件巨头所垄断。